Hóa Lí căn bản - Phần 15

GIẢI THÍCH HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN CỦA EINSTEIN

Vào năm 1905, Albert Einstein, người nhận giải Nobel cho công trình nghiên cứu của ông về photon, đã giải thích hiện tượng quang điện bằng cách áp dụng thuyết lượng tử ánh sáng.

(1) Một photon ánh sáng tới truyền năng lượng của nó (hn) cho một electron trên bề mặt kim loại thoát ra với động năng ½ mv2. Cường độ ánh sáng càng lớn chỉ có nghĩa là số lượng photon tới càng nhiều để mỗi photon giải phóng một electron. Cường độ ánh sáng lớn làm tăng tốc độ phát xạ electron, còn động năng của từng photon vẫn không bị ảnh hưởng.

(2) Để giải phóng một electron khỏi bề mặt kim loại, photon tới trước tiên phải thắng được lực hút tác dụng bởi ion dương của kim loại. Năng lượng của một photon (hn) tỉ lệ thuận với tần số của ánh sáng tới. Tần số cung cấp vừa đủ năng lượng để giải phóng electron khỏi bề mặt kim loại sẽ là tần số ngưỡng, ν0. Với tần số nhỏ hơn ν0, không có electron nào được phát ra.


Hình 1.23
Cần một photon (hν) để giải phóng một electron với động năng ½ mv2.

Với các tần số cao, ν > ν0, một phần năng lượng dành để phóng thích electron, phần còn lại truyền thành động năng của quang electron. Như vậy,

hν = hν0 + ½ mv2

Trong đó hn là năng lượng của photon tới, hn0 là năng lượng tối thiểu để một electron thoát khỏi kim loại, và ½ mv2 là động năng của quang electron. hν0 là một hằng số đối với một chất rắn nhất định và được kí hiệu là W, công thoát. Sắp xếp lại phương trình (1)

½ mv2 = hν – W

Đây là phương trình cho đường thẳng thu được bằng thực nghiệm trên Hình 1.22. Độ dốc của nó bằng h, hằng số Planck. Giá trị của h được tìm thấy bằng với giá trị mà Planck đã nêu ra.

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính năng lượng tối thiểu mà mỗi photon phải có để tạo ra hiệu ứng quang điện với kim loại platinum. Biết tần số ngưỡng đối với platinum là 1,3 × 1015 s-1.

GIẢI

Tần số ngưỡng (ν0) là tần số thấp nhất mà các photon có thể có để tạo ra hiệu ứng quang điện. Năng lượng ứng với tần số này là năng lượng tối thiểu (E):

E = hν0

= (6,625 × 10 – 27 erg.s)(1,3 × 1015 s-1)

   = 8,6 × 10 – 12 erg

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính động năng của một electron được giải phóng từ bề mặt kim loại potassium (công thoát = 3,62 × 10 – 12 erg) bởi ánh sáng bước sóng 5,5 × 10 – 8 cm.

GIẢI

Đã biết:

ν = c/λ, trong đó c = vận tốc ánh sáng (3,0 × 1010 cm s-1)

λ = 5,5 × 10 – 8 cm

Ta có:

Như vậy, electron sẽ được phát ra với động năng 3,63 × 10 – 9 erg.

 

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Khi dòng điện tác dụng lên nam châm
08/06/2022
Khả năng khai thác lượng điện năng có vẻ vô tận là một trong những nền tảng của thế giới hiện đại. Công nghệ ấy
Nhận thức lịch sử về nam châm
28/05/2022
Vào năm 1600, một bác sĩ người Anh cho biết ngoài trọng lực, Trái Đất còn tác dụng những lực khác khi ông chỉ ra rằng hành
Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com